《建筑结构试验》开卷考试试题

1、土木工程试验分类：研究性试验和检验性试验（实验目的）、静力试验和动力试验（荷载性质）、实体（原型）试验和模型试验（实验对象）、实验室试验和现场试验（试验场地）、破坏性试验和非破坏性试验（结构或构件破坏与否）、短期荷载试验和长期荷载试验（时间长短）。

2、结构试验目的：结构试验是指在结构物或试验对象上，利用设备仪器为工具，以各种试验技术为手段，在施加各种作用（荷载、机械扰动力、模拟的地震作用、风力、温度、变形等）的工况下，通过量测与试验对象工作性能有关的各种参数（应变、变形、振幅、频率等）和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，并用以检验和发展结构的计算理论。

3、生产性试验和科研性试验目的：科研性试验目的在于验证结构设计的某一理论，或验证各科学的判断、推理、假设及概念设计的正确性，或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论，而系统地进行试验研究；生产性试验目的是通过试验来检验结构构件是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求，并对检验结构作出技术结论。

4、静力试验和动力试验区别：动力荷载随时间变化，而静荷载只要不再施加荷载它不随时间变化而变化；结构动力反应与结构自身的动力特性（结构固有参数）密切相关。

5、短期试验和长期试验区别：短期荷载试验在进行结构试验时限于试验条件、时间和基于解决问题的步骤，不能代替长年累月进行的长期荷载试验，在分析试验结果时必须加以考虑；长期荷载试验即持久试验，它将连续进行几个月甚至数年，通过试验以获得结构的变形随时间变化的规律。

为了保证试验的精度，经常需要对实验环境有严格的控制。

如保持恒温恒湿，防止震动影响等。

6、实验室试验和现场试验区别：实验室试验是指在有专门设备的实验室内进行的试验。

实验室试验可以获得良好的工作条件，可以应用精密和灵敏的仪器设备进行试验，具有较高的准确度。

甚至可以人为地创造一个适宜的工作环境，突出研究的主要方面，减少或消除各种不利因素对试验的影响，常用于研究性试验。

现场试验是指在生产和施工现场进行的试验，和实验室相比，由于客观环境条件的影响，加载方法和量测方法受到一定的限制。

所以应选择适当的检测试验方法以提高试验的准确度。

7、结构试验过程阶段、试验规划：四个阶段：试验规划与设计、实验技术准备、实验设施实施和试验数据分析与总结。

试验设计：试件设计、试验加载方案设计、试验观测设计、试验误差控制措施、试验安全措施。

8、试件制作注意：根据试验目的，调查研究并收集汇总有相关资料（考察或网上），以确定试件的形状、尺寸、数量和保证试件能达目的进行的构造措施设计（边界和局部加强）。

9、加载装置的设计要求：加载装置应符合实际状态的边界条件（受力和变形条件）；有足够的强度、刚度和稳定性，确保装置在受力后其强度和变形能满足要求。

10、实验荷载如何确定：检验结构正常使用性能的试验采用正常使用荷载（标准荷载）：恒载标准值+活载标准值。

检验结构承载能力时则采用承载能力试验荷载。

生产鉴定性试验一般为：恒载标准值*分项系数+活载标准值*分项系数，具体应按荷载规范要求计算。

研究性试验，试验荷载要求达到结构破坏为止（破坏荷载）。

11、模型试验主要参数、如何确定相似常数：几何尺寸、荷载、质量分布、材料刚度、时间、边界条件；相似常数=模型量/原型量。

12、确定多因素科研试验的试件参数：把握试验中的主要因素，尽量消除次要因素的影响。

13、确定相似条件方法、分析比较：1）方程式分析法：适用于能够对试验结果和试验条件之间的关系提出明确方程式的实验。

2）量纲分析法：适用无法提出函数方程时，而仅利用知道哪些物理量影响试验过程中的物理现象，以及量测这些物理量的单位系统量纲即可的试验。

14、实验荷载和实际荷载区别？实验荷载又称为模拟荷载，对产生模拟荷载的加载设备要求：实验荷载除少数在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟荷载作用下进行的。

加载设备满足：1）产生的荷载应能够以足够的精度进行控制和测量。

2）不应参与结构工作，不改变结构或构件的受力状态。

3）设备本身应具备足够的强度和刚度。

15、荷载图示、等效荷载？采用等效荷载时应注意问题：荷载图示：是根据实验目的确定的在实验结构上的荷载分布形式；等效荷载原则是改变后的加载图示所产生的最大内力值和整体变形应与原加载图示相同或接近。

注意：当满足强度等效时，整体变形条件可能不完全等效，必须对实测变形进行修正，当弯矩等效时，需验算剪力对试件的影响。

等效加载图式应满足下列条件：①等效荷载在控制截面上产生的主要内力应与计算内力值相等；②等效荷载产生的主要内力图形与计算内力图形相似；③对等效荷载引起的变形差别应给予适当修正；④控制裁面上的内力等效时，次要截面上的内力(如受弯构件的剪力)应与设计值接近。

16、重物加载方法的作用方式及其特点、要求：重物加载是利用物体本身的重量施加在结构上作为荷载；特点：荷载值稳定，不会因结构的变形而减小，而且不影响结构的自由变形，适用于长期荷载和均布荷载试验；要求：用重物加载进行试验时应特别注意安全，结构底部应有保护措施，防止倒塌造成事故。

17、液压加载系统组成？气压加载分为？哪些结构适合采用气压加载：液压加载：油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台座等。

气压加载分为正压加载和负压加载。

适用于均布荷载试验。

18、现场动力试验的动力激振方法：人工振动加载法、人工爆炸激振法、环境随机振动激振法。

19、电液伺服加载系统的工作原理？与普通液压加载有何区别：电液伺服加载系统主要采用电液伺服阀进行控制，就在试验时以电参量通过伺服阀去控制高压油的流量，推动液压作动器执行元件对试件施加荷载，传感器检测出加载试件的某一力学参量，与控制电参量进行比较，得出差值信号控制电液伺服阀再推动液压作动器执行元件，使其向消除差值的方向动作。

与普通液压加载相比有三个优点﹕(1)体积小﹐重量轻﹐惯性小﹐可靠性好﹐输出功率大﹔(2)快速性好﹔(3)刚度大(即输出位移受外负载影响小)﹐定位准确。

缺点是加工难度高﹐抗污染能力差﹐维护不易﹐成本较高。

20、环境随机振动激振法？特点：即脉动法：利用由地面脉动而引起的建筑物脉动的现象，来分析测定结构特性的方法；特点：不需要任何激振设备，又不受结构形式和大小限制。

21、试验支座和支墩各作用？对其要求？对铰支座的基本要求：作用：支座支座都是试验装置中模拟结构受力和边界条件的重要组成部分，保证支承结构正确传递作用力。

支座要求：采用钢制，按不同支撑条件适用合理构造形式。

支墩要求：二支座的高差应符合结构构件的设计要求，偏差不宜大于试件跨度的1／50，否则会在结构中产生附加应力，改变结构的工作机制。

对铰支座的基本要求是：保证试件在支座处能自由转动，试件在支座处力的传递。

22、量测仪器组成？量测技术：组成部分：感受部分、放大部分、显示记录部分。

量测技术：①量测方法（如何量测）；②量测仪器（了解或熟悉：原理、功能和使用方法）；③量测误差分析（量测数据多大程度反映客观事物）。

23、量测仪器的主要指标：量程、刻度值、分辨率、灵敏度K、精确度（测定值的最大误差÷量程＜±0.2℅）、滞后（同一输入量正反两个行程输出值间的偏差称为滞后）、零位温漂和满量程热漂移、线性范围、频响特性、相移特性。

此外，由传感器、放大器、记录器组成的整套量测系统，还需注意仪器相互之间的阻抗匹配及频率范围的配合等问题。

24、量测仪器选用原则：1）符合量测所需的量程及精度要求。

2）动态试验量测仪表，其线性范围、频响特征，及相移特性应满足试验要求。

3）安装于结构上的仪表或传感器要求自重轻，体积小，不影响结构的工作。

4）同一试验选用仪表种类应尽量少，以便统一精度，便于数据处理和避免差错。

5）仪表选用应结合试验的环境条件。

25、测量仪为什么要率定？目的、意义：为了确定仪表的精确度或换算系数，确定其误差，将仪表值和标准值进行比较，称为率定。

为了保证量测的精确度，新生产及出厂的仪器都要经过率定，仪器在使用过程中，由各种原因难免引起示值改变，也应进行定期率定，在重要试验开始前，也应对仪表进行率定。

26、如何测定结构应力？测量应变时对标距要求：直接测量应力比较困难，而是借助测定应变值，然后通过材料σ--ε关系曲线或方程换算为应力值，测定应变则是测出一定长度范围l内的长度变化Δl，再计算应变ε=Δl/l。

标距要求：结构的应力梯度较大时，应变计标距应尽量小：混凝土结构，应大于2-3倍最大骨粒径；砖石结构应大于6皮砖；木结构中标距不小于20cm；对于钢材质材料，应变标距可取小些。

27、电阻应变计的主要技术指标：1）电阻值R（n），120Ω。

2）标距L，即敏感栅的有效长度。

3）灵敏系数K。

4）使用面积以标距l乘以敏感栅宽度a表示。

5）线性输出时，所能量测的最大应变值。

6）机械滞后。

7）疲劳寿命。

8）绝缘电阻。

28、电阻应变计的工作原理：电阻应变片的工作原理是基于应变效应。

电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。

将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。

29、何谓全桥测量半桥测量？电桥的输出特性：当四个桥臂都接入电阻应变时称为全桥测量；将工作片接入AB桥臂，将另一应变片贴于与试件相同材料上，置于相同温度且不受荷载，将其接入BC桥臂，正好抵消工作片热输出的接法为半桥测量。

输出特性：将信号放大。

30、温度变化会给电阻应变测量带来影响？消除办法：应变片受温度变化影响产生变形。

消除办法：温度补偿应变片法、应变片温度互补偿法。

31、电测应变为什么要温度补偿？补偿方法：应变片反映的应变值含包试件与应变片受温度影响而产生的变形及试件材料与应变片温度线胀系数不同而产生的变形，所以要温度补偿。

方法：温度补偿应变片法、应变片温度互补偿法。

32、裂缝量测主要项目？裂缝宽度如何量测：裂缝的发生、裂缝的宽度、裂缝的长度。

宽度测量一般用读数放大镜；较简单的方法是用印有不同宽度线条的宽度标尺和裂缝对比，来确定裂缝宽度。

33、数据采集系统的三个原则：数据文件兼容性原则、字段分隔符合理性原则、数据类型一致性原则。

34、传感器的功能：不失真地将位移、加速度等振动参量转换为电量，输入放大器。

传感器是测量系统的一种前置部件，它将输入变量转换为可供测量的信号。

35、应力、位移测点如何布置？如何根据所测得应变分析结构好、构件内力：（1）在满足研究目的时，测点宜少不宜多，突出重点。

（2）测点布置在最危险截面（控制截面）内力最大处，且电阻片的数量≥所求内力参数的个数。

（3）为校核量测数据，或消除几何弯曲造成的偏心影响，一般在截面的对称点布置一定数量的电阻片。